Language
Country/Area
No result found
Sự hoạt động kỳ diệu của cơ bắp: Tại sao định nghĩa của tôi lại ảnh hưởng đến sự phát triển của sinh lý học thể dục
Chuyển động của cơ luôn là chủ đề nóng trong nghiên cứu sinh lý, đặc biệt là cơ chế co cơ. Kể từ khi được giới thiệu vào năm 1954, lý thuyết dây tóc trượt đã trở thành cơ sở quan trọng cho sự hiểu biết của con người về sự co cơ. Theo lý thuyết này, sợi cơ dày, myosin, trượt qua sợi mỏng, actin, do đó thúc đẩy sự co cơ. Lý thuyết này được đề xuất từ nghiên cứu độc lập của hai nhóm nghiên cứu là Hugh Huxley và Rolf Niedergerke. Khám phá mang tính bước ngoặt này không chỉ tiết lộ nguyên lý hoạt động cơ bản của cơ bắp mà còn có tác động sâu sắc đến sự phát triển của sinh lý học tập thể dục.
"Lý thuyết dây tóc trượt không chỉ thay đổi hiểu biết của chúng ta về cơ mà còn đặt nền tảng lý thuyết cho lĩnh vực này."
Trước khi lý thuyết dây tóc trượt được đề xuất, đã có nhiều lý thuyết cạnh tranh nhau để giải thích sự co cơ, bao gồm lực hút điện, protein gấp, v.v. Cốt lõi của lý thuyết sợi trượt nằm ở lý thuyết cầu nối chéo, một cơ chế mô tả cách các protein cơ tạo ra chuyển động bằng cách hình thành các cầu nối chéo. Lý thuyết cho rằng khi đầu myosin liên kết với Actin, một cầu nối chéo được hình thành nhằm thúc đẩy sự co cơ.
Làm việc sớm
Lịch sử nghiên cứu về cơ có thể bắt nguồn từ thế kỷ 19, khi nhà khoa học người Đức Willy Kühne lần đầu tiên chiết xuất và đặt tên là myosin vào năm 1864. Nghiên cứu sau đó cho thấy myosin có hoạt tính enzyme phân hủy ATP để giải phóng năng lượng, giúp con người hiểu sâu hơn về nguồn năng lượng của cơ bắp. Năm 1942, phát hiện của nhà sinh lý học người Hungary Albert Szent-Györgyi đã chỉ ra thêm rằng ATP là nguồn năng lượng cho sự co cơ.
"Tôi quan sát thấy các sợi cơ chứa myosin B ngắn lại khi có ATP. Đây là khoảnh khắc thú vị nhất trong cuộc đời tôi."
Theo thời gian, Szent-Györgyi, làm việc với Brunó Ferenc Straub, cuối cùng đã xác định được mối quan hệ giữa myosin B và một loại protein khác, Actin, và đặt tên cho nó là myosin. Khám phá này mở đường cho các lý thuyết về sự co cơ trong tương lai.
Sự phát triển của lý thuyết dây tóc trượt
Vào những năm 1950, Hugh Huxley bắt đầu nghiên cứu sâu về cấu trúc cơ sau khi nhận bằng Tiến sĩ tại Đại học Cambridge. Trong quá trình nghiên cứu, ông đã hợp tác với Jean Hanson sử dụng kính hiển vi điện tử để khám phá chi tiết về protein cơ, và cuối cùng xác nhận cấu trúc dạng sợi của protein cơ.
"Nếu chúng ta cho rằng quá trình kéo giãn của cơ không phải do sự kéo dài của các sợi cơ mà là do sự trượt giữa hai bộ sợi cơ thì liên kết myosin-actin sẽ bị ức chế."
Trong số ra ngày 22 tháng 5 năm 1954 của tạp chí Nature, Huxley, Hanson và Niedergerke đã đồng thời xuất bản một số bài báo dựa trên lý thuyết dây tóc trượt mà họ đã nghiên cứu. Mặc dù kết luận của họ giống nhau nhưng dữ liệu thực nghiệm và giả định lại khác nhau. Nghiên cứu của Huxley và Niedergerke tin rằng trong quá trình co cơ, các sợi Actin đi vào giữa các sợi myosin, trong khi Huxley và Hanson chú ý nhiều hơn đến sự thay đổi cấu trúc của sợi.
Sự tiếp thu và ảnh hưởng của lý thuyết
Mặc dù lý thuyết dây tóc trượt gặp rất nhiều hoài nghi trong những ngày đầu, nhưng cuối cùng nó đã được chấp nhận rộng rãi. Hugh Huxley đã trình bày lại lý thuyết của mình tại một hội nghị năm 1972, đưa nghiên cứu liên quan lên một giai đoạn mới. Phải đến những năm 1980, các nhà khoa học mới sử dụng các công cụ tiên tiến để chứng minh trực tiếp chuyển động trượt của các sợi cơ, giúp cho lý thuyết dây tóc trượt có chỗ đứng vững chắc.
"Trượt là một sự thật, mặc dù tôi không thể giải thích được cơ chế."
Thông qua các thí nghiệm liên tục và tích lũy bằng chứng, Huxley cuối cùng đã chính thức đề xuất mô hình cầu chéo vào năm 1969. Mô hình này không chỉ giải thích quá trình co cơ mà còn đặt nền móng cho nghiên cứu sinh lý tập thể dục tiếp theo. Trọng tâm của lý thuyết này là sự liên kết và phân ly định kỳ giữa Actin và myosin, hiện được chấp nhận rộng rãi như là chu trình cầu nối.
Mặc dù lý thuyết dây tóc trượt được thừa nhận rộng rãi trong cộng đồng học thuật nhưng vẫn còn nhiều vấn đề cần được khám phá. Lý thuyết này không chỉ có tác động sâu sắc đến sinh lý học mà còn mở ra những chân trời mới cho nghiên cứu khoa học thể thao của chúng ta ngày nay. Vì vậy, những bố cục nào khác sẽ được lấy cảm hứng từ lý thuyết này cho nghiên cứu y sinh trong tương lai?
